排气系统不仅影响废气的排出,而且在增压柴油机中,排气管中气体的流动对其废气能量的利用、充量更换、泵气损失及柴油机的性能都有重要的影响。合理选择和正确设计柴油机的排气系统是柴油机总体设计的一项重要内容。一维／三维的耦合计算模型,既考虑了一维模型中的动态效应,又能体现三维结构对柴油机性能的影响,该方法综合考虑了实际工况和实际结构对发动机性能的影响。本文以TBD234V12相继增压柴油机为研究对象,应用GT-POWER和STAR-CD软件建立了一维／三维耦合模型,对其排气系统进行优化设计。基于GT-POWER软件平台,建立了工作过程的仿真模型,其中缸内热力过程采用零维模型,用三韦伯曲线叠加模拟放热规律,进气管采用一维非定常流动模型,排气管采用CFD平均值模型。根据废气涡轮增压器的平衡条件,建立废气涡轮增压器的数学模型。基于Pro/E和STAR-CD软件,对排气管进行三维结构建模和网格划分。将GT-POWER中排气管的CFD平均值模型和STAR-CD中的三维模型耦合起来,选用标准的κ-ε模型模拟流场的湍流效应,采用PISO算法对压力场与速度场进行修正。本文对设计的MPC排气系统和原常规增压时的脉冲排气系统对标准螺旋桨特性运行的650r/min、1134r/min、1429r/min、1636r/min、1800r/min几个具有代表性的工况进行了模拟计算。耦合计算结果表明：从工作过程的仿真结果和排气系统的流场分布可以看出,该相继增压柴油机选用MPC排气系统更为合适,同时得到了从排气阀开启到关闭的不同曲轴转角时刻的速度分布。为了尽可能减少排气能量损失、避免产生气缸间的扫气干扰以及有利于发挥涡轮的高效率,本文将MPC排气系统对柴油机性能影响较大的参数进行了两种方案修改和计算,从而得到最优的排气系统。